JPH0778600A - 励起コイルおよびこれを用いた無電極放電灯ならびにこの放電灯を用いた照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コイルの温度上昇を防止し、電力損失を低減し
てコイル効率の向上を可能とした励起コイル、およびこ
のような励起コイルを用いて総合効率が向上する無電極
放電灯およびこの放電灯を用いた照明装置を提供する。 【構成】高周波電力が供給されることにより高周波磁界
を発生するコイル導体２１ａ、２１ｂに、通気孔２５
ａ、２５ｂを設けたことを特徴とする。 【作用】通気孔などの放熱手段によりコイル導体の熱が
放出されるから、電力損失が低減し、コイル効率が向上
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高周波電力が供給され
ることによって高周波磁界を発生する励起コイル、およ
びこの励起コイルで発生した高周波磁界により放電され
る無電極放電灯、ならびにこの放電灯を用いた照明装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に良く知られている高圧金属蒸気放
電灯、つまりＨＩＤ放電灯は、発光管バルブの両端部に
それぞれ電極を封装し、これら電極間でアーク放電を発
生させ、この放電によりバルブ内に封入した発光金属を
電離および励起させることによって発光させるようにな
っている。しかし、このような構造のランプは、バルブ
内に電極を配置するので、電極の封止構造が複雑にな
り、電極封止部からのリークを防止するための格別な手
段も必要となり、かつ電極が放電空間に露出しているの
で電極が侵蝕されるなど、種々の不具合が生じる。

【０００３】このような有電極形の放電灯の不具合を解
消するランプとして、無電極放電灯が提案されている。
無電極放電灯は、透明な発光管内に発光物質を封入し、
この発光管を取り巻くようにして高周波励起コイルを配
し、この励起コイルに高周波電源から高周波電力を供給
して高周波磁界を発生させ、この磁界により発光管内に
プラズマ放電を誘発し、よって上記発光物質を発光させ
るようにしたものである。このような無電極放電灯は、
発光管に電極を設けなくてよいことから上記有電極形ラ
ンプのもつ種々の不具合を解消することができる利点が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の無
電極放電灯は、励起コイルに大きな高周波電流を流す必
要があるため、励起コイルの抵抗損失がランプ全体の総
合効率に大きな影響を及ぼす。つまり、この種の無電極
放電灯は、励起コイルの効率がランプ効率を左右する要
因となり、したがって、励起コイルの効率の向上が望ま
れる。この対策のため、従来の無電極放電灯は、励起コ
イルの表面の導電率を高くし、かつ反射率を高くして発
光管から放射される光を遮断しないことが重要であると
している。しかし、励起コイルの電力損失を低減する手
段は、単に励起コイルの表面の導電率や、反射特性に依
存するものではなく、励起コイルの抵抗を引き下げ、熱
損失を低減することが大切であることが判った。

【０００５】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、コイルの温度上昇
を抑止し、電力損失を低減してコイル効率の向上を可能
とした励起コイル、およびこのような励起コイルを用い
て総合効率が向上する無電極放電灯およびこの放電灯を
用いた照明装置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の励起コイルは、高周波電力が供給されることにより高
周波磁界を発生するコイル導体に、放熱手段を設けたこ
とを特徴とする。本発明の請求項２に記載の励起コイル
は、コイル導体を複数ターン形成したことを特徴とす
る。本発明の請求項３に記載の励起コイルは、放熱手段
を複数個形成したことを特徴とする。本発明の請求項４
に記載の励起コイルは、コイル軸方向と交差する方向に
沿って偏平な形状を有するコイル導体からなり、このコ
イル導体に通気手段からなる放熱手段を形成したことを
特徴とする。本発明の請求項５に記載の励起コイルは、
通気手段の通気総面積が、偏平な形状のコイル導体の外
周側に比べて内周側を大きくしてあることを特徴とす
る。本発明の請求項６に記載の励起コイルは、通気手段
を、偏平な形状のコイル導体の電流密度が最も高い部分
を避けて形成してあることを特徴とする。本発明の請求
項７に記載の励起コイルは、コイル導体が複数ターン形
成されており、各タ−ン間で通気手段の位置が相互に対
向するように略一致して形成したことを特徴とする。本
発明の請求項８に記載の励起コイルは、コイル導体がコ
イル軸方向と交差する方向に沿って偏平な形状を有し、
このコイル導体に放熱面積増加手段からなる放熱手段と
したことを特徴とする。本発明の請求項９に記載の励起
コイルは、上記放熱面積増加手段を、偏平な形状のコイ
ル導体における内周側に設けたことを特徴とする。本発
明の請求項１０に記載の励起コイルは、コイル導体に形
成した冷却媒体の通路からなる放熱手段を構成したこと
を特徴とする。本発明の請求項１１に記載の無電極放電
灯は、高周波電力が供給されることにより高周波磁界を
発生するコイル導体に放熱手段を設け、この励起コイル
により発生された磁界によって発光管を放電させるよう
にしたことを特徴とする。本発明の請求項１２に記載の
照明装置は、上記無電極放電灯を照明器具に組み込んだ
ことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の請求項１に記載の励起コイルによれ
ば、コイル導体に放熱手段を設けたから、励起コイルの
温度上昇が抑止され、熱損失を低減することができ、コ
イル効率が向上する。本発明の請求項２に記載の励起コ
イルによれば、コイル導体が複数ターン形成されている
から、高周波磁界の強度が高くなる。本発明の請求項３
に記載の励起コイルによれば、放熱手段が複数個形成さ
れているから、励起コイルの温度上昇を効果的に抑止
し、熱損失を低減することができ、コイル効率が向上す
る。本発明の請求項４に記載の励起コイルによれば、コ
イル軸方向と交差する方向に沿って偏平な形状を有する
コイル導体に通気手段を設けたので、この通気手段を空
気が通り抜けることから放熱効果が高くなる。本発明の
請求項５に記載の励起コイルによれば、通気手段の通気
総面積が、偏平な形状のコイル導体の外周側に比べて内
周側を大きくしてあるから、電流密度が高くて温度が上
昇し勝ちなコイル導体の内周側を良好に冷却することが
できる。本発明の請求項６に記載の励起コイルによれ
ば、通気手段を、偏平な形状のコイル導体の電流密度が
最も高い部分を避けて形成したので、高周波電流の流れ
を阻害しない。本発明の請求項７に記載の励起コイルに
よれば、コイル導体が複数ターン形成されており、各タ
−ン間で通気手段の位置が相互に向かい会って略一致す
るようにしたので、空気の流れが円滑になり、各タ−ン
で空気が通り抜け易くなるため放熱効果が高くなる。本
発明の請求項８に記載の励起コイルによれば、コイル軸
方向と交差する方向に沿って偏平な形状を有するコイル
導体に放熱面積増加手段を形成したから、冷却効果が高
くなり、熱損失を低減することができ、コイル効率が向
上する。本発明の請求項９に記載の励起コイルによれ
ば、上記放熱面積増加手段を、偏平な形状のコイル導体
における内周側に設けたので、電流密度が高くて温度が
上昇し勝ちなコイル導体の内周側を良好に冷却すること
ができる。本発明の請求項１０に記載の励起コイルによ
れば、コイル導体に形成した冷却媒体通路により冷却媒
体を流して強制冷却するので冷却効果が高くなり、熱損
失を低減することができ、コイル効率が向上する。本発
明の請求項１１に記載の無電極放電灯によれば、コイル
効率が向上した上記各請求項に記載の励起コイルにより
発生される磁界によって発光管を放電させるから、コイ
ル効率が高くなる分ランプ効率も向上する。本発明の請
求項１２に記載の照明装置によれば、効率に優れた照明
装置を提供することができる。

【０００８】

【実施例】以下本発明について、図１ないし図３に示す
第１の実施例としての無電極放電灯にもとづき説明す
る。図において１０は発光管であり、例えば合成石英な
どのような高融点ガラスや、アルミナなどのような透明
セラミック材料により構成されている。この発光管１０
内には、プラズマによるア−ク放電１２により発光する
発光物質、例えばハロゲン化金属、例えばＮａ−ＣｅＩ
₃ が封入されている。なお、発光管１０内には上記発光
物質の外に、アルゴン、キセノン、クリプトン、ネオン
などのような始動用希ガスが少なくとも１種封入されて
いる。

【０００９】上記発光管１０の一端には、例えば中心線
上に位置して始動用細管（ガスプローブ）１５が接続さ
れている。細管１５は発光管と同一材料であることが望
ましく、発光管１０の内部に対して隔壁１６を介して隔
離されている。そして、この細管１５内には始動用希ガ
スとして、例えばアルゴンまたはクリプトンの少なくと
も１種が封入されている。この細管１５には始動用電極
１７が取着されている。この始動用電極１７は始動回路
１８を介して高周波発振回路２６に接続されている。

【００１０】発光管１０の周囲には励起コイル２０が配
置されている。励起コイル２０は、両端が上記高周波発
信回路２６に接続されており、この高周波発振回路２６
から供給される高周波電圧により高周波電流が流される
ようになっている。このような高周波電流により、励起
コイル２０内には励起コイル２０のコイル軸方向Ｏ−Ｏ
に沿って磁界が発生し、これによりコイル２０の中心部
空間に収容された発光管１０内に、コイル軸Ｏ−Ｏを取
巻くようにしてプラズマによるドーナツ形のア−ク放電
１２が発生する。この放電１２により発光金属が電離お
よび励起されて光を発し、この光は発光管１０を透過し
て外部に放射される。

【００１１】上記励起コイル２０は、コイル素線に相当
するコイル導体が２ターンとなっている。これらコイル
導体２１ａ、２１ｂは、高純度アルミニウム、または
銅、もしくは銀などの導電性に優れた一対の円錐形をな
す金属板により構成されている。これら円錐形金属板は
板厚ｔが１〜４mm程度であり、コイル軸Ｏ−Ｏ方向に沿
って配置されている。これら一対のコイル導体２１ａ、
２１ｂはこれらの内周部の一部を互いに溶接して接続す
ることにより全体で螺旋形の通電経路を形成してある。
つまり、上記一対のコイル導体２１ａ、２１ｂはそれぞ
れ周方向に連続するものではなく、周方向に一部で分離
されており、一方のコイル導体２１ａの内周部と他方の
コイル導体２１ｂの内周部は相互に部分的に接続され、
全体で螺旋形の通電経路を形成する。この場合、図２に
示すように、一方のコイル導体２１ａの内周部には接続
突部２２ａを形成するとともに他方のコイル導体２１ｂ
の内周部にも接続突部２２ｂを形成し、これら接続突部
２２ａ、２２ｂを相互に突き合わせて溶接することによ
り、励起コイル２０は全体の通電経路が螺旋形状となる
ように構成されている。なお、突き合わせ部は、図２の
（Ａ）図に示すような鋸歯形状や波形形状であれば接触
面積が大きくなるので接合部における導電抵抗が小さく
なり、かつ図２の（Ｂ）図に示すように、接続突部２２
ａ、２２ｂの肉厚Ｔをコイル導体２１ａ、２１ｂの板厚
ｔより大きくしておけば、同じく導電抵抗が小さくな
る。

【００１２】上記一対のコイル導体２１ａ、２１ｂは、
図１に示す通り、内周縁２１１ａ、２１１ｂが相互に接
近しているとともに、外周縁２１２ａ、２１２ｂは上記
内周部相互の間隔ｌよりも大きな間隔Ｌを有して離間対
向している。つまり、一対の円錐形コイル導体２１ａ、
２１ｂはコイル軸Ｏ−Ｏに対して所定の傾斜角をなして
相互に逆方向に対向して配置されている。

【００１３】なお、具体的寸法例を示すと、発光管１０
の内径が３０mmの場合、コイル素線となる導体２１ａ、
２１ｂの各板厚ｔは２mm、内径ｄは３４mm、外径Ｄは６
２mm、隣接する環形円板２１ａ、２１ｂの内周縁２１１
ａ、２１１ｂ間の離間寸法ｌは２mm、外周縁２１２ａ、
２１２ｂ間の離間寸法Ｌは１４mmにしてある。

【００１４】このようなコイル導体２１ａ、２１ｂに
は、それぞれ本発明の放熱手段としての通気孔２５ａ
…、２５ｂ…が形成されている。各、通気孔２５ａ…、
２５ｂ…は、図３に示す通り、それぞれ円形であり、各
円錐形コイル導体２１ａ、２１ｂの内周側に偏って形成
してある。つまり、コイル導体２１ａ、２１ｂにおいて
は、外周側に比べて内周側の電流密度が高いため、内周
側で発熱が大きくなる。このため、通気孔２５ａ…、２
５ｂ…は、各円錐形コイル導体２１ａ、２１ｂにおいて
内周側に集中的に形成してある。この場合、それぞれの
通気孔２５ａ…、２５ｂ…は、円錐形コイル導体２１
ａ、２１ｂの中心から同一半径ｒの位置に、周方向へ等
間隔を存して配置されている。そして、相互に対向して
いる一対のコイル導体２１ａ、２１ｂ間においては、そ
れぞれの通気孔２５ａ…と２５ｂ…が対向し、つまり相
互に同一位置に形成されている。

【００１５】なお、各円錐形コイル導体２１ａ、２１ｂ
は、上記した通り、外周側に比べて内周側の電流密度の
高いことから、各通気孔２５ａ…、２５ｂ…は各円錐形
コイル導体２１ａ、２１ｂの内周に近ければ近い程効果
が期待できるが、最も内側の領域は電流が通り易い経路
を確保しておかなければならないから、つまり最大電流
が流れる領域であるため、この領域は避ける必要があ
り、よって各通気孔２５ａ…、２５ｂ…はコイル導体２
１ａ、２１ｂの内周面から微小寸法ｓだけ離れ、かつ同
一円周上に形成してある。但し、この場合、各通気孔２
５ａ…、２５ｂ…は必ずしも同一円周上に存在しなくて
もよい。

【００１６】このような構成による第１の実施例の無電
極放電灯について、作用を説明する。ランプを始動させ
る場合は、高周波発振回路２６から始動回路１８を通じ
て始動用電極１７に始動電圧を供給すると同時に、励起
コイル２０に高周波電流を流す。励起コイル２０は、一
対のコイル導体２１ａ、２１ｂがそれぞれ一部で接合さ
れることにより全体で螺旋形の通電経路を形成するか
ら、高周波電流が螺旋型に流れ、バルブ１０内に高周波
磁界による電界を発生させる。このため、始動用電極１
７とバルブ１０内の電界との間で電位差が生じ、細管１
５内の希ガスがグロー放電を発生する。このグロー放電
とバルブ１０内の電界との間に電界勾配が発生し、この
ためバルブ１０内にグロー放電が発生する。このグロー
放電はバルブ１０内にプラズマ放電を誘起し、コイル軸
Ｏ−Ｏの回りにリング形状のプラズマ放電１２を発生さ
せる。このプラズマ放電１２により発光金属が電離およ
び励起されて光を発し、この光はバルブ１０を透過して
外部に放射される。

【００１７】このようなランプにおいて、励起コイル２
０のコイル導体２１ａ、２１ｂは断面が偏平な平板形状
にしたので、同一断面積の場合は円形断面の場合に比べ
て表面積が大きくなる。このため表皮効果が増大し、高
周波電流の損失が少なくなる。つまり、表面積が増す
と、流路経路が大きくなり、電流抵抗が軽減されるの
で、コイル効率が向上することになる。

【００１８】また、表面積が大きい場合は、円形断面の
場合に比べて放熱面積が増すので冷却性が向上し、上記
電気抵抗の低下と相俟って、コイルの表面温度が低くな
る。このことは、熱として無駄に放出されるエネルギー
が少なくなるので、コイル効率が向上する。

【００１９】そして、本実施例の場合、励起コイル２０
の各コイル導体２１ａ、２１ｂに通気孔２５ａ…、２５
ｂ…を形成したので、コイル導体２１ａ、２１ｂの回り
に停滞したり、軸方向に隣接するコイル導体２１ａ、２
１ｂ間に滞ろうとする熱が、対流により通気孔２５ａ
…、２５ｂ…を通じて逃がされる。したがって、コイル
導体２１ａ、２１ｂが温度の高い空気に囲まれることが
なくなり、全体として放熱が促進され、励起コイル２０
の温度を引下げることができる。このためコイルの温度
上昇による表面酸化や結晶化による強度の低下、変形な
どの発生が防止される。

【００２０】この場合、上記通気孔２５ａ…、２５ｂ…
は、コイル導体２１ａ、２１ｂの内周に近い場所に形成
したから、コイル導体２１ａ、２１ｂの内周部分の温度
上昇を抑制することができる。すなわち、上記偏平な円
板形からなる円錐形のコイル導体２１ａ、２１ｂの場
合、周方向に流れる電流は、通電経路の短い内側を通過
しようとして外周部に比べて内周部の電流密度が高くな
り、しかも内周部は外周部に比べて表面積が小さいか
ら、内周部分が温度上昇する傾向にある。そこで、通気
孔２５ａ…、２５ｂ…をコイル導体２１ａ、２１ｂの内
周に近い場所に形成することにより通気総面積を増加
し、コイル導体２１ａ、２１ｂの内周部の放熱を促し、
よって内周部の温度が部分的に高くなるのを防止し、温
度分布を均等にすることができる。

【００２１】但し、円錐形コイル導体２１ａ、２１ｂ
は、上記した通り、外周側に比べて内周側の電流密度の
高く、最も内側の領域は電流が通り易い経路として確保
しておかなければならないから、つまり最大電流が流れ
る領域であるため、この領域はに通気孔２５ａ…、２５
ｂ…を形成せず、コイル導体２１ａ、２１ｂの内周面か
ら微小寸法ｓだけ離れた位置に通気孔２５ａ…、２５ｂ
…を形成することにより、発光管１０に対する集密度を
高くしてある。

【００２２】また、軸方向に離間対向するコイル導体２
１ａ、２１ｂ間では、それぞれの通気孔２５ａ…、２５
ｂ…が互いに対向して形成されているから、空気の流れ
が円滑になり、対流を促して放熱効果が高くなる。

【００２３】さらに、上記実施例の場合、一対のコイル
導体２１ａ、２１ｂは、内周縁部２１１ａ、２１１ｂ間
の寸法ｌに比べて、外周縁部２１２ａ、２１２ｂ間の寸
法Ｌを大きくしてあるから、発光管１０から放射方向に
出る光をコイル導体２１ａ、２１ｂが遮断する割合が少
なくなり、照射効率も高くなる。

【００２４】図４および図５は本発明に第２の実施例の
無電極放電灯を示す。この実施例は、励起コイル２０の
構造を変えたもので、発光管１０は図１の場合と同様で
あってよい。励起コイル２０を構成する一対のコイル導
体２１ａ、２１ｂは、内外径方向に沿う幅の途中に、外
側に向かう屈曲部２３ａ、２３ｂを形成してあり、これ
により図１に場合と同一外径Ｄであっても表面積を増や
してある。つまり、屈曲部２３ａ、２３ｂは放熱面積増
加手段となっており、このため、放熱面積が増えるから
コイル導体２１ａ、２１ｂの温度上昇が防止される。ま
た、これらコイル導体２１ａ、２１ｂには、上記屈曲部
２３ａ、２３ｂよりも内周側に位置して通気孔が形成さ
れている。通気孔は第１の実施例のような円形孔であっ
てもよいが、本実施例の場合は、周方向に伸びる円弧形
状の通気孔２５１ａ…、２５１ｂ…を形成してある。こ
の場合も、互いに対向するコイル導体２１ａ、２１ｂ間
で、円弧形状の通気孔２５１ａ…、２５１ｂ…が向かい
合っており、空気の流れを円滑に促すようになってい
る。

【００２５】このため、このような第２の実施例の場合
も、コイル導体２１ａ、２１ｂの表面積が増えるから、
放熱面積が増え、コイル導体２１ａ、２１ｂの温度上昇
が防止される。また、コイル導体２１ａ、２１ｂの電流
密度の高い内周部に近い領域が通気孔２５１ａ…、２５
１ｂ…を通過する空気で冷却されるので、温度上昇が抑
制され、コイル効率が向上することになる。

【００２６】図６および図７は本発明の第３の実施例を
示す。この実施例は、前述した図１ないし図３に示す励
起コイル２０を構成する一対のコイル導体２１ａ、２１
ｂに、さらに通気孔２５２ａ…、２５２ｂ…を追加した
ものであり、放熱孔の数が増えることにより放熱効果が
高くなり、コイル効率が向上する。但し、本実施例の場
合、追加した通気孔２５２ａ…、２５２ｂ…は、コイル
導体２１ａ、２１ｂの内周側に形成した通気孔２５ａ
…、２５ｂ…よりも外周側に位置しており、しかも内周
側の通気孔２５ａ…、２５ｂ…の離間ピッチに比べて外
周側の通気孔２５２ａ…、２５２ｂ…の離間ピッチを大
きくしてある。このため、コイル導体２１ａ、２１ｂに
おいては、内周に近い場所の通気総面積が外周に近い場
所より大きくなっており、電流密度が高い内周に近い場
所の放熱作用を高くしてある。よって、コイル導体２１
ａ、２１ｂの温度分布が全体に亘り均等になる。

【００２７】図８および図９は本発明の第４の実施例を
示す。この実施例は、放熱手段として、上記した通気手
段に代わり、放熱面積の増加手段を採用したものであ
る。すなわち、一対のコイル導体２１ａ、２１ｂには、
内周側に位置して多数の放熱フィン３１ａ…、３１ｂ…
を形成してある。これら放熱フィン３１ａ…、３１ｂ…
は熱伝導性に優れた金属からなり、周方向に等間隔を存
してコイル導体２１ａ、２１ｂにろう付け等の手段で接
合されている。この場合、各放熱フィン３１ａ…、３１
ｂ…は発光管１０から出る光を遮らないように、放射方
向に伸びている。

【００２８】このような構成の場合も、コイル導体２１
ａ、２１ｂにおいて電流が流れることにより抵抗のため
に温度が上昇するが、コイル導体２１ａ、２１ｂが偏平
な形状であるから表面積が大きく、よって放熱面積が大
きく、加えて放熱フィン３１ａ…、３１ｂ…が表面積を
増加して放熱面積を増大するから、コイル導体２１ａ、
２１ｂの熱が良好に放出され、励起コイル２０の温度を
引下げることができる。このためコイルの温度上昇によ
る表面酸化や結晶化による強度の低下、変形などの発生
が防止される。

【００２９】また、この場合も、放熱フィン３１ａ…、
３１ｂ…をコイル導体２１ａ、２１ｂの内周側に設けた
ので、内周に近い場所の通気総面積が外周に近い場所よ
り大きくなり、電流密度が高い内周に近い場所の放熱作
用を高くすることができ、コイル導体２１ａ、２１ｂの
温度分布を全体に亘り均等にすることができる。

【００３０】なお、放熱フィン３１ａ…、３１ｂ…は各
コイル導体２１ａ、２１ｂのそれぞれ両面に形成しても
よい。また、放熱フィンは、図１０に示す第５の実施例
のように、コイル導体２１ａ、２１ｂから切り起こして
形成することもできる。すなわち、図１０に示す例は、
コイル導体２１ａ、２１ｂの内側に近い場所に、放熱フ
ィン３２ａ…、３２ｂ…を切り起こし成形してあり、切
り起こされた後の孔は通気孔３３ａ…、３３ｂ…とし
て、熱放出に寄与する。なお、この場合、電流密度の高
い経路を確保するため、内周縁から外径方向に向かって
微小寸法ｓだけ離れた位置に放熱フィン３２ａ…、３２
ｂ…を形成してあり、通気孔３３ａ…、３３ｂ…が最内
径側に形成されないようにしてある。

【００３１】図１１および図１２は本発明の第６の実施
例を示す。この実施例は、放熱面積の増加手段として、
一対のコイル導体２１ａ、２１ｂに、凹凸面を形成した
ものである。すなわち、一対のコイル導体２１ａ、２１
ｂには、例えば外側に向けて出っ張る多数の球面突起４
１ａ…、４１ｂ…を形成してある。これら球面突起４１
ａ…、４１ｂ…はコイル導体２１ａ、２１ｂの内周側に
近い部分で、周方向に等間隔を存して形成されている。

【００３２】このような構成の場合も、一対のコイル導
体２１ａ、２１ｂの表面積が増えるので、放熱面積が増
大し、コイル導体２１ａ、２１ｂの熱が良好に放出され
る。よって、励起コイル２０の温度を引下げることがで
き、コイルの温度上昇による表面酸化や結晶化による強
度の低下、変形などの発生を防止することができる。

【００３３】なお、この場合、外に向かって出っ張る球
面突起４１ａ…、４１ｂ…に代わって、内に向かって凹
む球面凹部（図示しない）を形成してもよい。また、球
面突起４１ａ…、４１ｂ…または球面凹部は、図１３に
示す第７の実施例に示すように、コイル導体２１ａ、２
１ｂの全体に亘り増加して分布して形成してもよい。球
面突起４１ａ…、４１ｂ…または球面凹部の数が増える
と放熱効果が高くなり、コイル効率が向上する。但し、
この場合、外周側の球面突起４１１ａ…、４１１ｂ…ま
たは球面凹部は、コイル導体２１ａ、２１ｂの内周側に
形成した球面突起４１ａ…、４１ｂ…または球面凹部よ
りも分布密度が粗になっており、コイル導体２１ａ、２
１ｂにおいては、内周に近い場所の放熱面積が外周に近
い場所より大きくなっており、電流密度の高い内周に近
い場所の放熱作用が高くなる。

【００３４】図１４は第８の実施例を示し、突部４１ａ
…、４１ｂ…と、凹部４１１ａ…、４１１ｂ…を互い違
いに形成した例である。これは径方向に凹凸を互い違い
に形成してあるが、周方向の互い違いに形成してもよ
い。

【００３５】図１５は第９の実施例を示し、コイル導体
２１ａ、２１ｂの表面に多数の突起５１…｛図（Ａ）の
場合｝、または凹部５２…｛図（Ｂ）の場合｝を形成す
ることにより表面積を増した例である。このような凹凸
面は、例えばブラスト加工などにより梨地面にするなど
の構造であってもよい。

【００３６】図１６は第１０の実施例を示す。この実施
例の場合は、径方向に沿って波形状に凹凸６０…を形成
したもので、この場合も表面積を増すことができる。図
１７は第１１の実施例を示す。この実施例の場合は、径
方向に沿って段階状に凹凸７０…を形成したもので、こ
の場合も表面積を増すことができる。

【００３７】図１８は第１２の実施例を示す。この実施
例の場合は、各コイル導体２１ａ、２１ｂの周方向に沿
って山部８１…と谷部８２…を交互に形成し、全体が周
方向に波形をなしている。

【００３８】図１９および図２０には、本発明の第１３
の実施例を示す。この実施例は、励起コイル２０が熱伝
導性に優れた金属パイプにより形成されており、金属パ
イプ９０を１回以上、例えば３回螺旋形に曲げてコイル
導体としてある。このようなパイプよりなるコイル導体
９０には、冷媒通路９１が形成されるので、この冷媒通
路９１に図示しないポンプなどを用いて冷媒、例えば冷
却水を通すようになっている。なお、金属パイプ９０の
断面形状は円形でもよいが、楕円や長円などのような偏
平形状の方が表面積が大きいので好ましい。

【００３９】このような構成によれば、ランプの点灯中
にパイプよりなるコイル導体９０に冷却水を通すと、コ
イル導体９０が強制冷却されるようになり、よって励起
コイル２０の温度上昇が防止される。このため励起コイ
ル２０の温度を引下げることができ、コイルの温度上昇
による電気抵抗の増加や、コイルの表面酸化や結晶化に
よる強度の低下、変形などを防止することができ、コイ
ル効率が向上するとともに寿命特性も良くなる。

【００４０】なお、上記各実施例は、発光管１０を剥き
だしのまま使用するようにした１重管構造の無電極放電
灯の場合を示したが、本発明はこれに限らず、図２１に
示す第１４の実施例のように、２重管形無電極放電灯で
あっても実施可能である。２重管形無電極放電灯は、合
成石英などのような高融点ガラスから構成された外管１
１０に発光管１０を収容したもので、外管１１０は一端
を圧潰封止部（ピンチシール部）１１２により閉塞して
あり、この外管１１０内は真空または不活性ガスの雰囲
気に保たれている。発光管１０の端部に形成された始動
用細管１５が、上記外管１１０の圧潰封止部１１２に封
着され、この圧潰封止部１１２を気密に貫通して外部に
導出されている。そして、この細管１５の外端部に始動
用電極１７が取着されており、この始動用電極１７は、
図１に示す始動回路１８に接続されているものである。

【００４１】上記外管１１０の周囲には励起コイル２０
が配置されており、この励起コイル２０の構成は、第１
実施例ないし第１３実施例のいずれか１つ、または２つ
以上を組み合わせて構成してある。

【００４２】このような構成の場合、発光管１０を外管
１１０に収容してあるから、発光管１０が直接外気に触
れるのを防止することができ、発光管１０が温度差によ
る破損や、付着物による失透、およびクラックの発生を
防止することができる。また、万が一発光管１０が破損
しても、外管１１０がガラス破片の飛散を防止するから
安全性が保たれる。

【００４３】図２２および図２３は、上記無電極放電灯
を光源とした照明装置を示す。図２２において、符号１
４０は高速道路等の道路を照明する照明装置のポールで
あり、上端部に照明器具１４１が設置されている。この
ポール１４０の高さＨは、無電極放電灯に供給する高周
波電流の波長λに対し、λ／２またはλ／２の整数倍と
なるように設定されている。例えば高周波発振回路２６
の出力周波数が１３．５６ＭＨｚの場合、波長λは２
２．１ｍであり、これに対しポール１４０の高さＨは、
λ／２＝１１．０５ｍに設定されている。ポール１４０
の先端に取着された照明器具１４１は、図２３に示すよ
うに、器具本体１４２の下面開口がプリズムカバー１４
３により閉塞されており、この器具本体１４２内には反
射鏡１４４が設置されている。この反射鏡１４４内には
所定の位置に、図１に示した無電極放電灯が設置されて
いる。この放電灯から放射された光は、反射鏡１４４に
より反射され、上記プリズムカバー１４３により照射方
向を制御されて道路を照射するようになっている。器具
本体１４２内には、放電灯の点灯を維持する高周波発振
回路２６（図１に示す）を含む主点灯回路がプリント回
路基板１４５に配線して設けられているとともに、上記
放電灯を始動させるための始動回路部品１４６が収容さ
れている。

【００４４】上記放電灯を構成する高周波励起コイル２
０の一方のコイル導体２１ａは、端部を一体に延長して
プリント回路基板１４５に機械的および電気的に接続さ
れており、また、他方のコイル導体２１ｂは、器具本体
１４２をアースとしてこの器具本体１４２に接続されて
いる。器具本体１４２はポール１４０を通じて地面と同
電位となっている。

【００４５】また、器具本体１４２内にはファン１４７
が設けられており、このファン１４７はダクト１４８、
１４９を通じて放電灯に冷却用の送風を行うようになっ
ている。ファン１４７は、放電灯の点灯中に運転される
ようになっており、よってこの無電極放電灯は点灯中に
常に上記ファン１４７により発生した風によりダクト１
４８、１４９にて強制冷却される。このため、管壁に沿
ってリング形状に形成されるプラズマにより発光管１０
の管壁が加熱されようとしても、管壁が強制冷却される
ので発光管１０の変形や破裂、封入物質の不所望な反応
を防止し、かつ励起コイル２０の温度上昇も抑えること
ができる。

【００４６】このことから、電界強度を強くして集中さ
せることができ始動性の向上が可能となり、またランプ
を一重管にして小形化が可能になり、かつコイルの冷却
もなされるので大電力を投入することも可能になり、発
光効率を高くすることができる。そして、放電灯は、照
明器具１４１およびポール１４０を介してア−スしてあ
り、かつポール１４０の高さＨを、波長λの１／２また
はλ／２の整数倍に設定したから、照明器具１４１と地
面が電圧および電流とも等しくなり、ポール１４０が分
布定数回路として作用することがなく、ポール１４０に
高い電圧がかかるのが防止され、点灯回路の制御不能や
故障を防止することができる。

【００４７】なお、発光管１０内に封入される発光物質
は、ハロゲン金属に限らず、他の各種放電灯で発光物質
として使用されている物質、例えば水銀、希ガスなどで
あってもよい。また、従来は電極との反応のために使用
できなかった発光物質も、本発明は無電極構造であるか
ら使用が可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の励起コイル
によれば、コイル導体に放熱手段を設けたから、励起コ
イルの温度上昇が抑止され、熱損失を低減することがで
き、コイル効率が向上する。

【００４９】また、本発明の無口金電球によれば、上記
励起コイルのコイル効率が向上するから、ランプとして
の効率が向上する。さらに、本発明の照明装置は、励起
コイルの効率およびランプ効率が高くなる分、効率が向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す無電極放電灯の断
面図。

【図２】同実施例の高周波励起コイルのコイル導体相互
の接合構造を示し、（Ａ）図は正面ず、（Ｂ）図は一部
断面した斜視図。

【図３】同実施例のコイル導体を示し、（Ａ）図は一方
のコイル導体の平面図、（Ｂ）図は他方のコイル導体の
平面図。

【図４】本発明の第２の実施例を示す無電極放電灯の断
面図。

【図５】同実施例のコイル導体の平面図。

【図６】本発明の第３の実施例を示す無電極放電灯の断
面図。

【図７】同実施例のコイル導体の平面図。

【図８】本発明の第４の実施例を示す無電極放電灯の断
面図。

【図９】同実施例のコイル導体の平面図。

【図１０】本発明の第５の実施例を示すコイル導体の平
面図。

【図１１】本発明の第６の実施例を示す無電極放電灯の
断面図。

【図１２】同実施例のコイル導体の平面図。

【図１３】本発明の第７の実施例を示すコイル導体の平
面図。

【図１４】本発明の第８の実施例を示す励起コイルの断
面図。

【図１５】本発明の第９の実施例を示し、（Ａ）図およ
び（Ｂ）図はそれぞれ異なる構成のコイル導体の断面
図。

【図１６】本発明の第１０の実施例を示す励起コイルの
断面図。

【図１７】本発明の第１１の実施例を示す励起コイルの
断面図。

【図１８】本発明の第１２の実施例を示す励起コイルの
一部を示す斜視図。

【図１９】本発明の第１３の実施例を示す無電極放電灯
の断面図。

【図２０】同実施例の励起コイルに斜視図。

【図２１】本発明の第１４の実施例を示す２重管形無電
極放電灯の断面図。

【図２２】本発明の第１５の実施例を示す街路照明灯の
側面図。

【図２３】同実施例の照明装置を示す構成図。

【符号の説明】

１０…発光管 １２…アーク放電 １５…始動用細管 １７…始動用電極
１８…始動回路 ２０…励起コイル ２１ａ、２１ｂ…コイ
ル導体 ２５ａ、２５ｂ、２５１ａ、２５１ｂ…通気孔 ２６…高周波発振回路 ３１ａ、３１ｂ…放熱フィン ３３ａ、３３ｂ…通気
孔 ４１ａ、４１ｂ…突起 ６０、７０、８１、８２…凹凸 １４０…ポール １４１…照明器具
１４２…器具本体 １４３…プリズムカバー １４４…反射鏡
１４７…ファン １４８、１４９…ダクト

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波電力が供給されることにより高周
   波磁界を発生するコイル導体と、 このコイル導体に設けられた放熱手段と、を具備したこ
   とを特徴とする励起コイル。
2. 【請求項２】 上記コイル導体は、複数ターン形成され
   ていることを特徴とする請求項１に記載の励起コイル。
3. 【請求項３】 上記放熱手段は、複数個形成されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の励起
   コイル。
4. 【請求項４】 上記コイル導体は、コイル軸方向と交差
   する方向に沿って偏平な形状を有し、 上記放熱手段は、上記コイル導体に形成した通気手段で
   あることを特徴とする請求項１に記載の励起コイル。
5. 【請求項５】 上記通気手段は、通気総面積を上記偏平
   な形状のコイル導体の外周側に比べて内周側を大きくし
   てあることを特徴とする請求項４に記載の励起コイル。
6. 【請求項６】 上記通気手段は、上記偏平な形状のコイ
   ル導体の電流密度が最も高い部分を避けて形成してある
   ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の励起
   コイル。
7. 【請求項７】 上記コイル導体は複数ターン形成されて
   おり、上記通気手段は、各タ−ン間の位置が相互に対向
   するように略一致させたことを特徴とする請求項４に記
   載の励起コイル。
8. 【請求項８】 上記コイル導体は、コイル軸方向と交差
   する方向に沿って偏平な形状を有する導体からなり、 上記放熱手段は、上記コイル導体に形成した放熱面積増
   加手段であることを特徴とする請求項１に記載の励起コ
   イル。
9. 【請求項９】 上記放熱面積増加手段は、上記偏平な形
   状のコイル導体における内周側に設けたことを特徴とす
   る請求項８に記載の励起コイル。
10. 【請求項１０】 上記放熱手段は、上記コイル導体に形
    成した冷却媒体の通路であることを特徴とする請求項１
    に記載の励起コイル。
11. 【請求項１１】 高周波電力が供給されることにより高
    周波磁界を発生するコイル導体と、 このコイル導体に設けられた放熱手段と、 上記コイル導体により放電させられる発光管と、を具備
    したことを特徴とする無電極放電灯。
12. 【請求項１２】 高周波電力が供給されることにより高
    周波磁界を発生するコイル導体、このコイル導体に設け
    られた放熱手段、および上記コイル導体により放電させ
    られる発光管とを備えた無電極放電灯と、 上記無電極放電灯を収容する器具と、を具備したことを
    特徴とする照明装置。